0과 1로 만든 인공의 사고: 신경망의 아버지, 워런 맥컬럭
- mobimkt
- 9월 1일
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최종 수정일: 11월 5일
오늘날 신경망의 기반이 된 최초의 논문에 실제 뇌세포에 대한 생물학 논문은 단 한 편도 인용되지 않았다는 사실, 알고 계셨나요?
1940년대, '딥러닝'이라는 용어가 등장하기 훨씬 전, 미국의 신경생리학자 워런 맥컬럭(Warren McCulloch)은 인공 신경 계산에 대한 수학적 기반을 세웠습니다. 그의 아이디어는 오늘날 우리가 인공지능 시스템을 설계하고 사고하는 방식에 큰 영향을 끼쳤습니다.
'신경망의 아버지'라 불리는 그는 단 하나의 궁극적인 목표를 가지고 있었습니다. 바로 인간의 뇌를 이해하는 것인데요. 이번 포스팅에서는 현대 AI의 토대를 만든 이 인물을 함께 조명해 봅니다.
워런 맥컬럭는 누구이며, 왜 '신경망의 아버지'로 불릴까?
워런 스터지스 맥컬럭(Warren Sturgis McCulloch)은 신경생리학자이자 정신과 의사, 컴퓨터 과학자, 철학자, 그리고 시(특히 소네트)에 열정을 가졌던 시인이기도 했습니다. 시대를 앞서간 독창적인 사고의 소유자로, 그의 연구는 AI와 뇌과학 양쪽 모두에 깊은 영향을 남겼습니다.
1919년, 그는 논리학에 관심을 갖기 시작했고 1923년에는 ‘타동사의 논리’를 정립하려는 시도를 했습니다. 1927년에는 의학 박사 학위를 받고 뉴욕의 정신병원(Rockland State Hospital for the Insane)에서 정신과 의사로 근무를 시작했습니다.
그곳에서 그는 조현병 같은 정신 질환이 단순 관찰만으로는 설명될 수 없음을 깨달았고, 생물학과 논리, 공학을 결합한 새로운 접근법이 필요하다고 믿게 됩니다.
천재 파트너, 월터 피츠(Walter Pitts)
1941년, 맥컬럭은 월터 피츠(Walter Pitts)를 만납니다. 논리학에 해박한 지식을 갖춘 수학 천재였던 피츠는 열여섯의 나이에 집을 떠나 대학 강의를 들으며 지식을 쌓았던 인물이었죠.
두 사람은 '뇌를 논리 시스템처럼 모델링할 수 있을까?'라는 공통의 질문을 가지고 협업을 시작합니다. 그들의 목표는 단순했습니다. "뉴런이 뇌의 기본 단위라면, 이 정보 처리 과정을 수학적으로 표현할 수 있지 않을까?"
맥컬럭-피츠 뉴런(MCP 뉴런)의 탄생
1943년, 두 사람은 최초의 인공 뉴런 모델인 맥컬럭-피츠(McCulloch-Pitts, MCP) 뉴런을 제안합니다. 이 모델은 뉴런이 어떻게 작동할 수 있는지를 논리와 수학을 통해 단순화한 것이었습니다.
MCP 뉴런은 이진(0 또는 1) 임계값 모델을 따릅니다.
입력 값들의 가중치 합이 일정 임계값을 넘으면, 뉴런은 활성화되어 1을 출력합니다.
그렇지 않으면, 뉴런은 비활성 상태로 0을 출력합니다.
이 모델에는 다음과 같은 몇 가지 전제가 포함되어 있었습니다.
활성화는 입력 신호의 동시성을 필요로 합니다.
신호 전달에는 고정된 시간 지연이 존재합니다.
억제성 입력이 들어오면 뉴런은 비활성 상태로 유지됩니다.
네트워크 구조는 고정형이며, 학습 기능은 없습니다.
맥컬럭와 피츠는 이 논리 뉴런들을 연결하면 컴퓨터처럼 계산, 의사결정 등을 수행할 수 있다고 보았습니다. 이 아이디어는 존 폰 노이만(John von Neumann)의 초기 컴퓨터 설계(예: EDVAC)에 영향을 미치게 됩니다.
물론, MCP 모델은 생물학적 뇌의 복잡성을 설명하기엔 한계가 있었고, 피츠는 나중에 일부 미발표 논문을 폐기하기도 했습니다. 하지만 그들이 만든 기반은 이후 현대 신경망 발전의 출발점이 되었습니다.
사이버네틱스의 핵심 인물
맥컬럭은 또한 사이버네틱스(Cybernetics) 운동의 중심 인물이기도 했습니다. 사이버네틱스의 핵심은 피드백 루프입니다. 시스템의 출력이 다시 입력으로 사용되어, 다음 출력을 계속 변화시키는 순환 구조죠.
이 개념은 생물학과 공학 모두에서 제어 이론과 피드백 시스템이라는 새로운 사고방식을 도입하게 했고, 이는 오늘날 지능형 시스템의 핵심 개념으로 이어지고 있습니다. 그는 사이버네틱스 학회(American Society for Cybernetics)의 창립 멤버였으며, 이 분야의 창시자인 노버트 위너(Norbert Wiener)와도 함께 활동했습니다.
그가 남긴 유산은 어떻게 이어지고 있을까?
처음에는 이론적인 작업에 불과했지만, 1950~60년대에 들어 맥컬럭의 연구는 AI, 인지과학, 신경형태 공학의 기초로 자리 잡게 됩니다.
맥컬럭의 추상적 뉴런은 생물학적 정밀성은 부족했지만, 지능이란 무엇인지에 대한 핵심적인 계산 논리가 담겨 있었습니다. 오늘날 대규모로 구현되는 신경망 시스템 속에는, 여전히 그의 사고방식과 논리 구조가 흐르고 있습니다.
마무리하며
이번 블로그에서는 인공지능이 만들어진 배경, 즉 신경망의 '뉴런'에 해당하는 연구의 시조새, 워런 맥컬럭을 다뤄보았습니다. 현대의 머신러닝 엔지니어나 AI 설계자에게도 맥컬럭의 연구는 단순한 역사 이상의 의미를 갖습니다. 우리가 어디서 왔는지를 이해하는 일은, 다음 목적지를 찾는 데에도 중요하니까요.
모빌린트는 이런 '뉴런'을 위한 뇌, 즉 하드웨어(NPU)를 설계하는 기업으로써, 여러가지 아이디어를 낮은 전력과 높은 성능으로 현실로 이끌어내고 있습니다. 지능형 컴퓨팅을 이끌어가는 기술과 사람들의 이야기가 궁금하다면, 블로그에서 더 많은 비하인드를 만나보세요!
